燃燒源氨排放對(duì)北京灰霾有重要貢獻(xiàn)

近日，Science Bulletin發(fā)表了天津大學(xué)傅平青教授、吳禮彬博士、復(fù)旦大學(xué)王芃博士等人與國(guó)內(nèi)外合作者的研究成果，他們探究了北京大氣邊界層不同高度PM2.5中銨鹽的來源，發(fā)現(xiàn)燃燒源氨排放對(duì)灰霾污染期間北京冬季PM2.5的銨鹽有很大貢獻(xiàn)。

北京的大氣污染與治理一直受到科學(xué)界和公眾的廣泛關(guān)注。盡管北京的PM2.5濃度近年來有了顯著下降，但還是時(shí)常出現(xiàn)灰霾污染，尤其是在冬季。PM2.5的化學(xué)組分復(fù)雜，其中銨鹽是重要組分之一。大氣銨鹽主要來自氨氣的二次反應(yīng)，對(duì)空氣污染、輻射強(qiáng)迫和人類健康都有重大影響，近年來受到大氣化學(xué)研究人員的廣泛關(guān)注。理解PM2.5中銨鹽的來源有助于進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量。然而，城市地區(qū)氨氣的來源尚不清楚，一直存有爭(zhēng)議，也很少有研究關(guān)注大氣邊界層不同高度的氨氣或銨鹽，這不利于大氣模式的發(fā)展和減排政策的制定。

研究人員依托中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所325米高的氣象鐵塔，在完善氨排放源氮同位素?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，綜合使用外場(chǎng)觀測(cè)和大氣化學(xué)模式探究了冬季北京大氣邊界層不同高度PM2.5中銨鹽的氨氣排放源和傳輸機(jī)制。穩(wěn)定氮同位素分析和大氣化學(xué)模式模擬結(jié)果都表明，與燃燒相關(guān)的氨排放，包括化石燃料源、氨逃逸和生物質(zhì)燃燒，對(duì)冬季嚴(yán)重灰霾污染期間大氣銨鹽的貢獻(xiàn)達(dá)60%，超過了包括農(nóng)業(yè)源在內(nèi)的揮發(fā)性氨排放。燃燒源氨排放大多來自北京本地。相比之下，揮發(fā)性氨氣排放（牲畜糞便、農(nóng)田施肥和人類生活廢棄物）的貢獻(xiàn)在清潔天占主導(dǎo)地位。生物質(zhì)燃燒，尤其室內(nèi)秸稈和薪柴的燃燒，可能是被忽視的重要氨氣排放源。

圖 北京冬季大氣PM2.5中銨鹽的來源。

燃燒源氨排放，包括化石燃料源、氨逃逸和生物質(zhì)燃燒，對(duì)嚴(yán)重灰霾污染期間PM2.5中銨鹽的貢獻(xiàn)達(dá)60%。揮發(fā)性氨排放（牲畜糞便、農(nóng)田施肥和人類生活廢棄物）在清潔天占主導(dǎo)地位

研究人員還使用大氣化學(xué)模式比較了不同減排策略對(duì)大氣污染控制的影響，發(fā)現(xiàn)與減排單一污染物相比，多種污染物的同時(shí)減排，對(duì)降低PM2.5含量的效果更為明顯。為進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量，可考慮實(shí)施同時(shí)減排多種污染物的大氣污染防控策略。

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Wu Libin, Wang Peng, Zhang Qiang, et al. Dominant contribution of combustion-related ammonium during haze pollution in Beijing. Science Bulletin, 2024, 69(7): 978-987